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信息编辑:郑州高氏   发布时间:

腈纶、粘胶和维尼纶等是化工纤维纺织的重要产品,采用湿法纺丝技术生产。喷丝头是湿法纺丝的核心零件。喷丝头系薄壁零件,壁厚为0.05mm,其圆底面均布喷丝孔18000个,孔径为φ0.07mm。纺丝原液在施压下自喷丝喷出,经冷凝形成化纤丝。工作运行时喷丝头承受压力约为30-50MPa。生产中发现,一批铂金合金喷丝头出现大量开裂现象,开裂位置在圆底面周边,并有部分喷丝头出现鼓凸缺陷。喷丝头开裂失效严重影响生产,经济损失较大。经分析缺陷产生的原因,发现采用中频感应加热电源进行热处理,可有效避免开裂缺陷的发生。

开裂喷丝头宏观检验发现,大多数开裂工件立壁外圆周表面呈桔皮状花纹形貌。为检验桔皮状形貌和工件开裂间的关系,进行了模拟工作压力试验。晶粒越细小,桔皮状缺陷越轻,开裂倾向小。通过金相观察看到,喷丝头金相组织中有白色亮带存在。白色带状组织是工件开裂的主要原因。分析指出,白色亮带成分为富铂的残留枝晶组织,经扫描电镜微区成分分析表明,白亮色带状组织中铂含量高达93%(质量分数)以上。铂金合金二元相图分析发现,铂金合金在冷凝后形成树枝状结晶偏析,产生以熔点高的富铂固溶体枝晶轴,而以较低熔点的富金固溶体为晶间物的枝晶偏析结构,冷却速度越慢,两组成物的化学浓度差越显著,偏析越严重。

从宏观分析,压力试验和金相观察分析表明,晶粒越粗大,桔皮状花纹越严重,工件开裂倾向越大;晶粒越细小,桔皮状花纹越轻,开裂倾向越小。开裂喷丝头中大多数晶粒粗大,晶粒度为4-4.5级,部分工件晶界已明显粗化,使合金强度急剧下降,因而造成大量喷丝头出现开裂失效。

从金相组织和热处理工艺分析,喷丝头组织中的带状组织,是铸造中残留枝晶组织在轧制片加工中沿轧向变形出现的带状形貌组织。该组织通过热处理高温长时间均匀化处理,可逐步分解消失。

在生产中,对于铂金合金喷丝头因存在枝晶偏析产生的开裂缺陷失效,提出的防止措施是,在制坯前采用中频感应加热电源对铸锭进行均匀化退火处理,以消除枝晶偏析,降低铂金合金的成分不均匀性,同时对采用热处理调幅分解强化处理也是有利的。然而,生产实践发现,铂金合金喷丝头组织中存在少量枝晶组织有一定益处,少量枝晶可阻碍后续热处理中晶粒过分长大,防止粗大晶粒出现,因此在生产中要注意适度控制,不要绝对化。

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